采油工程课程设计 - 有杆泵抽油系统设计 - 图文(5)

2019-03-21 16:30

直径(mm) 许用应力KMPa 杆柱截面积(cm2) 单位长度的重量(kg/m) 段长 m 1389 330 281 材质 16 19 22 90 90 90 2.01 2.84 3.80 1.67 2.35 3.14 普通钢材 普通钢材 普通钢材 3.4 计算泵效

泵效的一般表达式为:

??????1????B (3-8)

式中:

???sps───杆、管弹性伸缩对泵效的影响;

?───泵的充满系数;

?1───泵漏失对泵效影响的漏失系数,此处取1.0;

?B?1B1

B1为吸入条件下抽汲液体的体积系数,查地层油体积系数图版

可得:B1?1.2?1?fw??1?fw=1.2×(1-0.25)+1×0.25=1.251 关于上式中参数的确定:

Wl'L3Li(??) (3-9) 冲程损失 ??Efti?1fri535120002813301389[???]11?6?4?4?42.06?10(4183?3017)?103.80?102.85?102.00?10

?0.27??sp?s???2.1?0.27?1.83

即 ??????1????B =1.83/2.1?0.819?1?(1?1.251)=57.05%

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因为设计的井为直井,泵挂深度为2000米,根据国家抽油泵的选择标准选取的泵为底部固定的定井筒杆式泵,其型号为:CYB28RHBC-4.5-0.6-0.3。

一般情况下,此型号的泵的理论排量为5m3/d至62m3/d. 因此,它能满足生产要求。

3.5产量校核

理论产液量:

Qt?1440fpsn?1440?6.16?10?4?2.1?6?11.18(m3/d)实际产量:

Q'实???Qt?0.5705?11.18?6.38(m3/d) ' 误差:

qt?Q实.23?6.38q?66.23?100%?2.38%?10%

t因此,它能满足工程要求

3.6抽油机校核(最大载荷、扭矩)

悬点最大载荷:

PW???EAr???sn?60??sin(??nLp?max?r?WL??30?)?(1??)sin???? ?32670?10781?2.06?1011?3.19?10?43.14?2.1*64968?60

??

??sin???0.7797?3.14?7?1900?30?4968????1?0.83??sin0.7797??? =54672(N)

?——应力波在抽油杆柱中的传播速度,?=4968 m/s

悬点最小载荷

P?W?EAr?sn??sin???nL?minr?C??60??p???????1???sin????30???? 代入数据得:Pmin=32547N

C---下冲程动载荷修正系数,一般C=0.85~0.9

19

3-10)

3-11)

3-12)

3-13)

((((即Pmax=54.672kN<70kN,故抽油机满足工程要求。

3.7曲柄轴扭矩计算

kN ,Pmin?32547KN 因Pmax?54672故最大扭矩

Mmax?1800s?0.202s(Pmax?Pmin) (3-14)

?1800?2.1?0.202?2.1?(54672?32547)N?m ?13.17N?m?26000

一般抽油机扭矩利用率在40%-80%之间。

13.17?100%?50.65%实际扭矩利用率为18000

第四章 设计结果

4.1 作下泵深度与泵效曲线并优选下泵深度

表4-1 小组设计结果

组员 下泵深度,m 泵效,% 兰云飞 1600 40.74 朱强 1700 47.70 徐亚军 1800 52.70 赵晓军 1900 53.51 何婷婷 2000 57.05

图4-1 下泵深度与泵效关系

根据图4-1知最优的下泵深度为2000m,此时的泵效达最大值,最大泵效为57.05%。

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4.2 各种功率的计算

(1). 计算有效(水力)功率:

Ps?1.134?10?4Qt?1H? (4-1)

有效提升高度:

(pt?pc)?106(0.8?0.2)?106H?Lf??992.7??lgg.20(m) 880?9.81?1062PS?1.134?10?4?11.18?0.880?57.05%?1061.26?0.67(kw)

(2). 计算光杆功率

WsnHPpr?l60000 (4-2) 光杆功率

10780.64?2.1?660000 ?2.26(kw)

?'(3). 计算井下效率

Ps0.67?100%??100%?30.09%HPpr2.26 (4-3)

(4). 计算电动机输出的实际功率

一般情况下抽油机的效率为80%(除严重的低负荷运转外)。

实际输出功率

Po?HPpr80%?2.26?2.83(kw)80%

由《采油工程原理与设计》132页(3-78)式计算需要电动机的功率,得

Nr?0.6Mmaxn0.6?13170?6??5.51kW9549?9549?0.9

由《采油技术手册(上册)》434页表5-34,选用电机型号为YCCH180,其主要性

能参数如表4-2所示。

表4-2 YCCH180电机主要性能参数

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满载容量 转矩形式 kVA MM 10.2 满载转速 r/min 834 转速变化 % 37 堵转转矩 Nm 212 输出功率 KW 6.2 4.3 确定平衡半径(平衡重)

平衡扭矩

M平计算式:

'?'P油?M平?A0??P杆??s2?? (4-4)

────(摘自《采油机械的设计计算》)

式中

A0'P杆—平衡重所储存的能量; —抽油杆柱在油中的重量,N;

—油井中动液面以上,断面积等于柱塞全面积的油柱重,N;

'P油 S—驴头悬点的冲程长度,m。

??ml?4P??1???Lioqrig?r?i?1 (4-5) ??0.892?880??1257?2.30?9.81?188?3.07?9.81???01.??(1??)?9527.85??1.67?9.81?2.3?566?482?3.07?9.81?7.85?30158?'杆=37499N

'?4P?L?h?gA?1017?856?9.81?6.16?10?5261N??sop油

(4-6)

?(2000?1012)?856?9.81?6.16?10?4

=5111N

M平'?'P油?5261???A0??P杆?s?30158?????1.8?59.02kN?m2? 2??(4-7) ?=(37499+5111/2)×1.8

22


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